JPS62228135A - Fluid density converter - Google Patents
Fluid density converterInfo
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- JPS62228135A JPS62228135A JP62053900A JP5390087A JPS62228135A JP S62228135 A JPS62228135 A JP S62228135A JP 62053900 A JP62053900 A JP 62053900A JP 5390087 A JP5390087 A JP 5390087A JP S62228135 A JPS62228135 A JP S62228135A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流体を収容した管内で固有横振動が励起され
、この際、この振動の振動数が流体を充填した管の単位
長さの質量に影響を及ぼす流体の密度に影響される型式
の流体密度変換器に関するものである。なおこの型式の
変換器は、従来から知られており、例えば、英国特許第
１，１５８．７９０号及び同第１，２８０，９９７号明
細書に記載されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is based on the invention in which a natural transverse vibration is excited in a tube containing a fluid, and the frequency of this vibration affects the mass of a unit length of the tube filled with the fluid. The present invention relates to density sensitive types of fluid density transducers. This type of converter has been known for some time and is described, for example, in British Patent Nos. 1,158,790 and 1,280,997.
本発明の目的は、はぼ円形の断面を有する管を具備する
その構造が簡単で性能の良い流体密度変換器（トランプ
ユーザ）を提供することである。An object of the present invention is to provide a fluid density converter (tramp user) which has a tube having a substantially circular cross section, has a simple structure, and has good performance.
この目的を達成するための本発明は、複数の節決定手段
の間に延在する管と、固有横振動を励起しかつ振動の振
動数を表わす電気信号を発生するために前記管に組合さ
れている電気変換器機構とをそれぞれ具備する流体密度
変換器において、前記管の各端部が弾性の環状プレート
によって支持機構に支持され、この環状プレートがその
一方の周縁を前記支持機構に結合されかつその他方の周
縁を前記管に結合され、これによって、前記管を通る流
体の通過のためのこの管の各端部が、その軸心と直交す
る方向にしっかりと支持されると共にその軸心方向にお
いてフレキシブルに支持されている流体密度変換器に係
るものである。To achieve this object, the invention provides a tube extending between a plurality of nodal determining means and a tube coupled to said tube for exciting natural transverse vibrations and generating an electrical signal representative of the frequency of the vibrations. an electrical transducer mechanism, each end of the tube being supported on a support mechanism by a resilient annular plate, the annular plate being coupled at one peripheral edge to the support mechanism; and the other peripheral edge thereof is coupled to said tube, whereby each end of said tube for the passage of fluid through said tube is firmly supported in a direction perpendicular to its axis and The present invention relates to a fluid density transducer that is flexibly supported in the direction.
管は、基本振動数以外の高調波、たとえば第３高調波で
振動するのが好ましく、このことが、単管式変換器にお
いて、結果の正確さと反復性とを増大させるための最良
の手段であることが判明した。Preferably, the tube vibrates at a harmonic other than the fundamental frequency, for example the third harmonic, and this is the best means for increasing the accuracy and repeatability of results in monotube transducers. It turns out that there is something.
次に、本発明による流体密度計の一実施例を図面につき
説明する。Next, an embodiment of a fluid density meter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第１、第２および第３図に示すように、流体密度メータ
の外側ハウジング２は、ねじで固着させたカバープレー
ト４によって通常閉鎖されていて、メータをインライン
に結合するために溶着されるフランジ片８を有している
。支持用カラー１０は・フランジ片８の内側部分に固着
されていて、中央部を開口したスプリングプレート１２
が、ボルト１４によって支持用カラー１０の内側の端部
に固定されている。振動管１６は、Ｎｉ−３ｐａｎ−Ｃ
（商標）で作られそして実質的に円形の断面を有し、そ
の端部付近に溶着した２個のターミナルプレートまたは
フランジ２５を有している。振動管１６は、ターミナル
プレート２５およびベローフランジ１８を介してスプリ
ングプレート１２によって支持されていて、ボルト２０
はスプリングプレート１２およびフランジ１８を貫通し
てターミナルプレート２５内にまで龜びている。したが
って、管１６の端部は、横方向にしっかりと支持されて
いて、たとえば熱膨張を吸収するために管１６の端部の
軸運動を可能にして、メータをあらゆる方向に据付ける
ことができるように軸方向に充分に支持している。管１
６の端部は、ベローフランジ１８には接触しないように
配置され、そして完全な封止ができるように、Ｏリング
（図示せず）が、ベローフランジ１８とターミナルプレ
ート２５との間に介在している。As shown in Figures 1, 2 and 3, the outer housing 2 of the fluid density meter is normally closed by a threaded cover plate 4 and a flange welded to connect the meter in-line. It has 8 pieces. The support collar 10 is fixed to the inner side of the flange piece 8 and has a spring plate 12 with an opening in the center.
is fixed to the inner end of the support collar 10 by bolts 14. The vibration tube 16 is made of Ni-3pan-C
™ and has a substantially circular cross-section and has two terminal plates or flanges 25 welded near its ends. The vibrating tube 16 is supported by a spring plate 12 via a terminal plate 25 and a bellows flange 18, and is supported by a bolt 20.
passes through the spring plate 12 and the flange 18 and extends into the terminal plate 25. The ends of the tubes 16 are therefore rigidly supported laterally, allowing for axial movement of the ends of the tubes 16, for example to accommodate thermal expansion, allowing the meter to be installed in any direction. It provides sufficient support in the axial direction. tube 1
6 is arranged so as not to contact the bellows flange 18, and an O-ring (not shown) is interposed between the bellows flange 18 and the terminal plate 25 to ensure complete sealing. ing.
第５図には、振動管１６がベローフランジ１８との間に
実質的なりリアランスをもって設けられている配置と、
スプリングプレート１２をカラーｌＯおよびベローフラ
ンジ１８に固定させるためのボルト１４および２０のそ
れぞれの位置とが示されている。FIG. 5 shows an arrangement in which the vibrating tube 16 is provided with a substantial clearance between the vibrating tube 16 and the bellows flange 18;
The respective positions of bolts 14 and 20 for securing spring plate 12 to collar lO and bellows flange 18 are shown.
本発明に係る別の構成では、スプリングプレート１２は
カラー１０にン容着され、またこのカラーもまたターミ
ナルフランジ８に溶着され、これによって、０リングや
その他の封止手段を必要としない封止構造とすることが
できる。この溶着構造を可能にするためには、スプリン
グプレート１２はある程度厚く、たとえば０．４ｍｍ位
なければならない。この場合、プレート１２の硬直さく
こわさ）を減少せるために、凹部１３を複数個その表面
に設けることもできる。In another arrangement according to the invention, the spring plate 12 is fitted into a collar 10, which is also welded to the terminal flange 8, thereby providing a seal that does not require an O-ring or other sealing means. It can be a structure. In order to enable this welded structure, the spring plate 12 must be thick to some extent, for example, about 0.4 mm. In this case, in order to reduce the rigidity (stiffness) of the plate 12, a plurality of recesses 13 may be provided on its surface.
管１６の端部には、フレキシブルなベロー２２が設けら
れていて、それぞれのベローフランジ１８をこれと対応
するフランジ片８に結合している。At the end of the tube 16 a flexible bellows 22 is provided, connecting each bellows flange 18 to the corresponding flange piece 8.
互いに同軸に配置された筒状の端部ブロックまたは節決
定集合体２４および２６は、振動管１６の両端にしっか
り、と結合されている。各々のブロック２４．２６は管
１６に溶着された１個のターミナルプレート２５および
筒状スリーブ２７から構成されている。それぞれの筒状
スリーブ２７は、プレート２５からお互いに近づく方向
に延在し、そして、管１６に沿った中間部分に互いに間
隔を置いて隣接する端部を有している。筒状スリーブ２
７と実質的に同じ直径を有する短いフレキシブルカップ
リング２８が、筒状スリーブ２７を互いに結合して、振
動管１６の周囲にガス密の筒状チェンバー３６を形成し
ている。このチェンバーは製造に当っては空にされ、そ
して封止される。Coaxially disposed cylindrical end blocks or nodal assemblies 24 and 26 are rigidly coupled to opposite ends of the vibrating tube 16. Each block 24,26 consists of one terminal plate 25 and a cylindrical sleeve 27 welded to the tube 16. Each cylindrical sleeve 27 extends toward each other from plate 25 and has adjacent, spaced-apart ends midway along tube 16 . Cylindrical sleeve 2
A short flexible coupling 28 having substantially the same diameter as 7 connects the cylindrical sleeves 27 to each other to form a gas-tight cylindrical chamber 36 around the vibrating tube 16 . This chamber is emptied and sealed during manufacturing.
英国特許第１，２８０，９９７号明細書に記載されてい
るような第３高調波励起原理に基づいて作動する従来の
ピックアップおよび駆動コイル配置は管１６の固有横振
動を励起するために使用される。この配置には、振動管
１６の軸に沿って間隔を置いた地点において節決定集合
体２４および２６に螺合させたピックアップコイル３０
および駆動コイル３２が含まれている。ピックアップコ
イル３０はまた振動管１６の振動数を表わす信号を提供
するのにも使用される。ピックアップコイル３ｏおよび
駆動コイル３２は、外側ハウジング２の外側に固定させ
た出カニニット３４に結合されている。A conventional pick-up and drive coil arrangement operating on the third harmonic excitation principle as described in GB 1,280,997 is used to excite the natural transverse vibrations of the tube 16. Ru. This arrangement includes a pickup coil 30 threaded into the nodal assemblies 24 and 26 at spaced apart points along the axis of the vibrating tube 16.
and a drive coil 32. Pickup coil 30 is also used to provide a signal representative of the frequency of vibration tube 16. The pickup coil 3o and the drive coil 32 are coupled to an output knit 34 fixed to the outside of the outer housing 2.
ここに用いられている励起およびピックアップ機構の特
定の形は本発明の一部を形成するものではない。The particular form of excitation and pickup mechanism used herein does not form part of the invention.
操作においては、その密度を測定すべき流体は、振動管
１６の一端から導入されそして他端より取り出すように
して変換器を通過させられる。振動管１６は、駆動コイ
ル３２によって固有横振動の第３高調波励起状態にまで
励起される。この様態は、出力信号を発生する出カニニ
ット３４を介するピックアップコイル３０から駆動コイ
ル３２へのフィードバックによって維持される。In operation, the fluid whose density is to be measured is passed through the transducer such that it is introduced at one end of the vibrating tube 16 and removed at the other end. The vibrating tube 16 is excited by the drive coil 32 to the third harmonic excitation state of natural transverse vibration. This state is maintained by feedback from the pickup coil 30 to the drive coil 32 via the output unit 34 which generates an output signal.
流体圧力が管１６の振動の固有振動数に及ぼす効果は、
横振動の方向に平行な短軸を有するわずかにだ円形に振
動管１６を作成することによって補償される。流体の圧
力が増すと、振動管１６は、円形でかつより硬直した断
面を有するようになり、このために固有振動数が上昇す
る傾向がある。これは、流体圧力の増加によって増大し
た円周の応力を補償し、振動管１６の横方向の剛性の減
少を来し、このために固有振動数を低下させる。この結
果を達成するに必要なだ同率の程度は小さくてよい。た
とえば、直径の２５鶴の管１６が短軸方向の直径の２３
ないし２４ｍｍであるだ円形に押しつぶされてよい。第
１図では、管の圧入状態を誇張した状態で示しているし
、また、第４図に示しただ円形もまた誇張した状態で示
している。The effect of fluid pressure on the natural frequency of vibration of tube 16 is:
Compensation is achieved by making the vibrating tube 16 slightly oval-shaped with its minor axis parallel to the direction of transverse vibration. As the fluid pressure increases, the vibrating tube 16 becomes circular and has a more rigid cross-section, which tends to increase the natural frequency. This compensates for the increased circumferential stress due to the increased fluid pressure and results in a reduction in the lateral stiffness of the vibrating tube 16, thereby lowering the natural frequency. The degree of parity required to achieve this result may be small. For example, a tube 16 with a diameter of 25 mm has a diameter of 23 mm in the short axis direction.
It may be crushed into an oval shape that is between 24 mm and 24 mm. In FIG. 1, the press-fitted state of the tube is shown in an exaggerated state, and the circular shape shown in FIG. 4 is also shown in an exaggerated state.
変換器の保守の間には上側のカバープレート４を取り外
すが、振動管１６は封止された空のチェンバー３６内に
収容されているので、汚染によって、振動管１６の計測
に影響を与えるという虞れも避けられる。更に、チェン
バー３６は、節決定集合体２４および２６を延伸させそ
してフレキシブルなカップリングで以って結合すること
によって形成され、これによって、端部ブロックとして
の動的質量および効率を増加させている。カップリング
２８は節決定集合体２４および２６を動的に結合しない
程度に充分フレキシブルである。During maintenance of the transducer, the upper cover plate 4 is removed, but since the vibrating tube 16 is housed in a sealed empty chamber 36, contamination may affect the measurements of the vibrating tube 16. You can also avoid the risk. Additionally, chamber 36 is formed by stretching and joining knot-defining assemblies 24 and 26 with flexible couplings, thereby increasing dynamic mass and efficiency as an end block. . Coupling 28 is sufficiently flexible that it does not dynamically couple node determination aggregates 24 and 26.
更に、本発明の実施例を要約して説明すると次の通りで
ある。振動管１６はその端部においてスプリングプレー
ト１２によって支持されていて、そのスプリングプレー
トの外側面はカラー１０に、そしてその内側面は節決定
集合体２４または２６の端部プレート２５に固定されて
いる。これは、横方向へのしっかりした支持を提供し、
また管のそれぞれの端部での小さな軸運動を吸収して、
変換器をいずれの方向ででも使用することができるよう
にしている。Further, the embodiments of the present invention will be summarized as follows. The vibrating tube 16 is supported at its ends by a spring plate 12 whose outer surface is fixed to the collar 10 and whose inner surface is fixed to the end plate 25 of the nodal assembly 24 or 26. . This provides firm lateral support and
It also absorbs small axial movements at each end of the tube,
This allows the transducer to be used in either direction.
図面は、本発明による流体密度変換器の一実施例を示す
ものであって、第１図は、カバープレートを取除いた状
態における変換器の部分的に断面した平面図、第２図は
、第１図の変換器の正面図、第３図は、第１図の変換器
の右側面図、第４図は・′第１図のＡ−Ａ線に沿った断
面図、第５図は・第１図のＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図
である。
なお図面に用いた符号において、
１２−−−−−−−−・−・・−・弾性環状プレート１
６−・−−一−−−・−・−管
２４．２６−・−−−−−一−−・節決定集合体（節決
定手段）２８−−−−−−−−−−−−−−・・・−カ
ップリング３６−・−・−・・−・筒状チェンバーであ
る。The drawings show an embodiment of a fluid density transducer according to the invention, in which FIG. 1 is a partially sectional plan view of the transducer with the cover plate removed, and FIG. FIG. 3 is a right side view of the converter in FIG. 1, FIG. - It is an enlarged sectional view along the CC line of FIG. In addition, in the symbols used in the drawings, 12----------・--・・-- Elastic annular plate 1
6-・--1-----・--Pipe 24. 26--・-----1--・Node determining aggregate (node determining means) 28-------- --- Coupling 36 --- It is a cylindrical chamber.
Claims (1)
を励起しかつ振動の振動数を表わす電気信号を発生する
ために前記管に組合されている電気変換器機構とをそれ
ぞれ具備する流体密度変換器において、前記管の各端部
が弾性の環状プレートによって支持機構に支持され、こ
の環状プレートがその一方の周縁を前記支持機構に結合
されかつその他方の周縁を前記管に結合され、これによ
って、前記管を通る流体の通過のためのこの管の各端部
が、その軸心と直交する方向にしっかりと支持されると
共にその軸心方向においてフレキシブルに支持されてい
ることを特徴とする流体密度変換器。 ２、弾性の環状プレートの外側周縁が支持機構と一体で
あるカラーに取付けられ、また前記環状プレートの内側
周縁がこれと対応する節決定手段の所定部分に取付けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の流体密度変換器。 ３、固有横振動が基本振動数よりも高い高調波であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記
載の流体密度変換器。 ４、管が節決定手段と結合することにより形成されたチ
ェンバーによって汚染から保護されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項〜第３項の何れか１項に記載
の流体密度変換器。 ５、保護チェンバーが封止されかつ空にされていること
を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の流体密度変
換器。 ６、節決定手段のそれぞれが管に固定した固定部分と、
この固定部分に固定されかつ他の節決定手段のスリーブ
に向って前記管の周囲において延在するスリーブとをそ
れぞれ具備し、前記節決定手段がスリーブの互いに隣接
する端部の間にフレキシブルなカップリングを介在させ
ることにより結合されて保護チェンバーを形成している
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記
載の流体密度変換器。 ７、電気変換器機構が、管の軸心に沿って間隔を置いた
地点において少くとも１つのスリーブに固定された１つ
またはそれ以上のピックアップおよび駆動用コイルを具
備することを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
流体密度変換器。[Scope of Claims] 1. A tube extending between a plurality of nodal determining means and an electric circuit coupled to the tube for exciting the natural transverse vibration and generating an electrical signal representative of the frequency of the vibration. a transducer mechanism, each end of the tube being supported on a support mechanism by a resilient annular plate, the annular plate being coupled at one peripheral edge to the support mechanism and at the other end. is coupled to the tube at its periphery, so that each end of the tube for the passage of fluid through the tube is rigidly supported in a direction perpendicular to its axis and flexible in its axial direction. A fluid density converter characterized in that it is supported by. 2. A patent characterized in that the outer circumferential edge of the elastic annular plate is attached to a collar that is integral with the support mechanism, and the inner circumferential edge of the annular plate is attached to a corresponding predetermined portion of the node determining means. A fluid density converter according to claim 1. 3. The fluid density converter according to claim 1 or 2, wherein the natural transverse vibration is a higher harmonic than the fundamental frequency. 4. Fluid density conversion according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the tube is protected from contamination by a chamber formed by coupling with a node determining means. vessel. 5. Fluid density transducer according to claim 4, characterized in that the protective chamber is sealed and emptied. 6. A fixed part fixed to the tube by each of the node determining means;
a sleeve fixed to the fixed part and extending around the tube towards a sleeve of another node determining means, the node determining means having a flexible cup between adjacent ends of the sleeves; 6. A fluid density transducer as claimed in claim 4 or claim 5, characterized in that they are joined together by an intervening ring to form a protective chamber. 7. Patent characterized in that the electrical transducer mechanism comprises one or more pick-up and drive coils fixed to at least one sleeve at spaced points along the axis of the tube. A fluid density converter according to claim 6.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB7938367 | 1979-11-06 | ||
| GB7938367 | 1979-11-06 |
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| JPS6410770B2 JPS6410770B2 (en) | 1989-02-22 |
Family
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15510280A Granted JPS5676031A (en) | 1979-11-06 | 1980-11-04 | Fluid density transducer |
| JP62053900A Granted JPS62228135A (en) | 1979-11-06 | 1987-03-09 | Fluid density converter |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15510280A Granted JPS5676031A (en) | 1979-11-06 | 1980-11-04 | Fluid density transducer |
Country Status (5)
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